JPH03291085A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、撮像装置、特にホワイトバランス調整手段
を有する撮像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、撮像装置のホワイトバランス調整装置として、第
６図に示すような外部測色センサーの出力信号によりホ
ワイトバランス調整を行う外測方式と、第７図に示すよ
うな撮像素子の出力信号によりホワイトバランス調整を
行うスルーザレンズ方式（以下ＴＴＬ方式という）が知
られている。

以下に第６図、第７図を用いて前記従来例について説明
する。

第６図は、外測方式の従来例のブロック図であり、１は
光情報を電気信号に変換する撮像素子である固体撮像素
子。２は撮像素子１の出力に対して適当な処理を行い輝
度信号Ｙを導出する輝度信号処理部。３は撮像素子１の
出力に対して適当な処理を行い低域輝度信号ＹＬ１色信
号Ｒ，Ｂを導出する彩度信号処理部（以後クロマ信号処
理部という）。４，５は各々クロマ信号処理部３の出力
Ｒ，Ｂのレベルを制御してＲ，、Ｂ、を出力するＲ利得
１１Ｊａ１部及びＢ利得制御部。６はＹＬとＲ２より色
差信号Ｒ−Ｙを導出する差動アンプ。７はＹＬとＢ１よ
り色差信号Ｂ−Ｙを導出する差動アンプ。８は色差信号
Ｒ−ＹおよびＢ−ＹからＮＴＳＣ，ＰＡＬなどで規定さ
れた変調信号を導出する変調部。９は輝度信号処理部２
の出力Ｙと変調部８の出力とから所定のビデオ信号を導
出する加算器である。１０は被写体を照明している光源
の色温度を測定する撮像素子以外の測色センサーである
色温度センサー　２３は色温度センサー１０の出力より
Ｒ利得制御部４およびＢ利得制御部５のアンプゲインを
制御する電圧を導出する制御電圧導出部である。

以下同図に従って動作を説明する。

１の撮像素子の出力から輝度信号処理部２でＹ信号を導
出し、クロマ信号処理部３でＹＬ、Ｒ。

Ｂを得る。そして、１０の色温度センサーにより被写体
を照明している光源光の色温度を測定し、制御電圧導出
部２３により、ホワイトバランスを補正するためＲ利得
制御部４およびＢ利得制御部５に与えるべき制御電圧を
導出し、Ｒ利得制御部４およびＢ利得制御部５にてホワ
イトバランス調整された色信号Ｒ，，Ｂ、を得る。以下
、差動アンプ６．７．変調部８、そして加算器９により
、Ｙ、Ｙ、、Ｒ，、Ｂ、からホワイトバランスの調整さ
れた所定のビデオ信号を導出している。

次に、第７図は、ＴＴＬ方式の従来例のブロック図であ
り、ブロック１〜９は、第６図の従来例の同一番号のブ
ロックに相当するものであり、１１．１２は各々Ｒ−Ｙ
、Ｂ−Ｙ信号を平均化して直流電位に変換するローパス
フィルターなどの平均化部である。また２４は平均化部
１１．１２で平均化された信号からホワイトバランスを
補正するためにＲ利得１１Ｊａ１１部４およびＢ利得制
御部５に与えるべき制御電圧を導出する制御電圧導出部
である。

以下、動作を説明する。

ブロック１〜９の動作は第６図の従来例と同様である。

そして、平均化部１１．１２で、１画面もしくは数画面
にわたり平均化されたＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号は、制御電圧
導出部２４にて色差信号の零レベルに対応する特定電位
と比較され、零レベルよりレベルが低いか高いかを判定
し、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙレベルが、零レベルに最も近いレベ
ルとなるための制御電圧を導出する。そして、この制御
電圧をＲ−Ｂ利得制御部４．５に入力してホワイトバラ
ンス調整を行う。

以上、２つの方式の他に、外測方式とＴＴＬ方式とを合
体させた加算方式の例が知られている。

第８図は、加算方式の一例を示すブロック図である。

同図において、ブロック１〜１２及び２３゜２４は上記
第６図、第７図の従来例の同一番号のブロックに相当す
るものである。なお、以後２４を第１制御電圧導出部、
２３を第２制御電圧導出部という。そして、２５．２６
は第１制御電圧導出部２４で得られた制御電圧と第２制
御電圧導出部２３から得られた制御電圧を一定の割合で
加算する加算器である。そして、この加算した電圧でホ
ワイトバランス調整を行う。

即ち、この従来例では、撮像素子１から得られる信号と
、撮像素子以外の測色センサー１０である色温度センサ
ーの信号とから得られる両方の制御電圧を一定の割合で
加算することにより、より良好なホワイトバランス調整
を行うよう構成されている。

また、本願出願人の出願にかかる特開昭６３−３１４４
２４号公報には測色センサーに入射する光量を検出し、
その検出出力により２つの測色方式を択一的に選択して
ホワイトバランス調整する記載もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例で、第６図の外測方式では、
撮像装置本体と被写体とが離れているなどして各々を照
射する光源が異なっている場合や、夕焼時などにはホワ
イトバランス調整の精度が著しく低下してしまう。

また、第７図のＴＴＬ方式では、被写体が大面積の有彩
色だった場合など、画面の大部分が単一色で占められて
いる様な場合には、その単一色を白に補正しようとして
、やはりホワイトバランス調整精度の低下を招いてしま
う。

一方、第８図の加算方式では、上記２つの従来例の欠点
を補うために、外測方式とＴＴＬ方式の各々により導出
した制御電圧を単純に加算することにより、精度の向上
を目積しているが、逆に加算することで、各々の得意な
シーンに対するホワイトバランス調整は、その精度が低
下してしまうという欠点があった。さらに、特開昭６３
−３１４４２４号公報に示された例は周辺が暗い時のみ
の救済手段であり、明るい場合の苦手なシーンでのホワ
イトバランス調整には不向きであつた。

この発明は、色信号の比、例えばＲ／Ｂ等が１に近い場
合には、各色が万遍なくあるため単一色画面でないこと
、すなわち、画面における単一色が支配的でないことに
着目し、外測方式で苦手とした遠景、照明状態のバラツ
キ、逆光線、暗い背景の下での撮像、またＴＴＬ方式が
苦手とした撮像画面が単一色となる様な撮像、すなわち
、単一の物体色の影響が大きい場合における撮像等でも
適切なホワイトバランス調整ができ、しかも、それは加
算式で起りがちな、上記両方式の特徴を薄めた調整とは
興なる、適切な効果の得られる撮像装置を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

このため、この発明に係る撮像装置は、撮像素子から得
た信号を用いてホワイトバランス調整のための制御信号
を生成する第１のホワイトバランス調整手段と、撮像素
子以外の測色センサーから得た信号を用いてホワイトバ
ランス調整のための制御信号を生成する第２のホワイト
バランス調整手段と、撮像素子からの測色情報の比と測
色センサーからの測色情報の比とを比較して前記２つの
ホワイトバンス調整手段の各制御信号の合成比率を可変
して出力する合成手段と、を有することを特徴とする構
成によって、そして、撮影警告信号を発生する警告装置
を備えたことを特徴とする構成によって、更にまた、第
１のホワイトバランス調整手段と第２のホワイトバラン
ス調整手段のホワイトバランス制御電圧を記憶する記憶
手段を有し、前記記憶したホワイトバランス制御電圧に
よってホワイトバランス調整を行うことを特徴とする構
成によって、前記の目的を達成しようとするものである
。

（作用） 以上の構成により、第１のホワイトバランス調整手段は
撮像素子から得た信号を用いてホワイトバランス調整の
ための制御信号を生成し、第２のホワイトバランス調整
手段は撮像素子以外の測色センサーから得た信号を用い
てホワイトバランス調整のための制御信号を生成し、合
成手段は撮像素子からの測色情報の比と測色センサーか
らの測色情報の比とを比較して前記２つのホワイトバラ
ンス調整手段の各制御信号の合成比率を可変して出力す
る。そして、合成手段によって合成された一つのホワイ
トバランス調整用の制御信号によって適切なホワイトバ
ランス調整を行い撮像する。

そして、撮影警告信号を発生する警告装置を備えた場合
は、ホワイトバランス調整が良好に出来がたい状況のと
きなどには、撮影警告信号を発する。

更にまた、第１のホワイトバランス調整手段と第２のホ
ワイトバランス調整手段のホワイトバランス制御電圧を
記憶する記憶手段を有した場合は、記憶したホワイトバ
ランス制御電圧によって適切なホワイトバランス調整を
行う。

〔実施例〕

（第１実施例） 第１図はこの発明に係る撮像装置の第１実施例を示すブ
ロック図である。１〜１２のブロックは従来例の同一番
号のブロックに相当するものである。そして、１３はマ
イクロコンピュータ（以下マイコンという）、１４．１
５はＲ，Ｂ信号を１画面から数画面にわたって平均化す
る平均化部、１６，１７．１８はＡ／Ｄ変換器、１９は
Ｄ／Ａ変換器である。また、第２図は、第１実施例の動
作を説明するためのフローチャートである。

なお１本実施例において、撮像素子１、平均化部１１，
１２、Ａ／Ｄ変換器１７で第１のホワイトバランス調整
手段を構成し、撮像素子以外の測色センサーである色温
度センサー１０、Ａ／Ｄ変換１３１６で第２のホワイト
バランス調整手段を構成し、マイコン１３によって合成
手段を構成している。

なお、このマイコン１３は、上記各ホワイトバランス調
整手段の出力する各制御信号の合成比率を０と１００％
で切り換える、すなわち、一方の制御信号を選択的に出
力するものである。

第２図は、マイコン１３の動作を示すフローチャートで
ある。

以下に第１図、第２図を用いて第１実施例の動作につい
て説明する。ブロック１〜１２の動作は従来例の第６図
〜第８図の場合と同様の動作をする。

そして、クロマ信号処理部３の出力Ｒ，Ｂは平均化部１
４．１５にて１画面から数画面にわたって平均化されＡ
／Ｄ変換器１８に入力され、デジタル信号ＲＤ、Ｂ、が
出力される。撮像素子以外の測色センサーである色温度
センサー１０の出力Ｃｃ　（色温度センサーによって得
られた光源光の赤成分と青成分の比ＲＣ／ｓｃ　）もＡ
／Ｄ変換器１８によってＡ／Ｄ変換され、ＣｃＤが出力
される。第２図、ステップ（イ）で初期条件としてｃｏ
＝０が設定される０次にマイコン１３はＡ／Ｄ変換器１
８の出力ｃｃｏ、ＲＤ　、ＢＤを入力する（ステップ（
ロ）、（ハ））。ステップ（ニ）にてＣｏ＝Ｒｏ／Ｂｎ
を演算し、ステップ（ホ）にてｃ　ｏ゛＝　＋　ｃ　ｏ
　−１１、ステップ（へ）にてＣｃｏ’　＝Ｉ　ＣａＤ
ｌ　１　＋ｃｏが演算される。初期状態ではＣ０＝Ｏで
あるので、Ｃｃｏ’　＝ｌ　Ｃｃｔ＋−１１である。次
にステップ（ト）でＣｏとｃＣｌの大小を比較しＣｏ　
’　＜　Ｃｃ。

ならばステップ（チ）にて１１．１２のＲ−Ｙ。

Ｂ−Ｙ平均化部の出力をＡ／Ｄ変換器１７にてＡ／Ｄ変
換し、マイコン１３に入力し、さらにステップ（・す）
で、入力したその値よりホワイトバランス制御電圧を導
出し、Ｄ／Ａ変換器１９に出力する。その後ステップ（
ヌ）にて、Ｃ０＝０．２を代入しステップ（ロ）へ戻る
。

一方、ステップ（ト）でＣｏ’＞ＣａＤ“ならば、ステ
ップ（ル）にて色温度出力ＣｃＤよりｌ！ＩＪ＃電圧を
導出し、Ｄ／Ａ変換器１９へ出力する。（ヲ）にてＣ３
＝−０，２を代入し、ステップ（ロ）へ戻る。

このＢｃ。を０．２．−０．２と切り替えることでビス
テリシスを持たせている。その結果、ＣＤ′〜ｃｃｏ’
の場合、つまり閾値（スレッシヨルド）近辺でも、ホワ
イトバランスの方式が容易には変化せず、見苦しくなる
ことがない。

以上説明したように、撮像出力Ｒ，Ｂと色温度センサー
出力Ｒｃ、Ｂｃの比Ｒ／Ｂ、Ｒｃ／Ｂｃのうち、Ｒ／Ｂ
がＲｃ　／　Ｂ　ｃに比べより１に近ければ、すなわち
、物体色の影響が小さければ、単一色画面のホワイトバ
ランスｌＩＪ＃を苦手とするＴＴＬ方式である第１のホ
ワイトバランス調整手段を、逆にＲｃ／ＢｃがＲ／Ｈに
比べ、より１に近ければ外測方式である第２のホワイト
バランス調整手段に切換えることにより常に良好なホワ
イトバランス調整をすることができる。

また前記Ｃ８の数値０．２．−０．２は他の数値を用い
てヒステリシスの程度を特定の撮像目的に、より合致さ
せることもできる。またこの実施例の切換動作を、Ｒｅ
／ＢｃまたはＲ／Ｂどちらかが、一定レベルたとえば２
以上もしくは０．５未満を越えたときのみ行われるよう
にしても良い。この場合、どちらかが物体色の影響など
で大きな誤差を持フてしまった場合でも、その大きな誤
差を除去してホワイトバランス調整を行うことができる
ので、好ましい撮像結果を得ることができる。

なお、本実施例においては、各ホワイトバランス調整手
段の制御信号を選択的に用いたが、これらの合成比率を
色情報に応じて連続的又は段階的に可変することによっ
て、より精度の高い制御信号に基づいたホワイトバラン
ス制御を実現することができる。

（第２実施例） 前記第１実施例の変形として、色温度センサー１０から
赤と縁及び青と縁の比を表わすＲＣ／Ｇｃ、Ｂｃ／Ｇｃ
の信号を、さらにクロマ信号処理部３からもＲ，Ｇ、Ｂ
信号を得て、マイコン１３に人力、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを導
出して、同値をそれぞれ演算比較することにより、ホワ
イトバランス制御電圧導出にどちらの信号出力を用いる
かを決定しても良い。この場合、特に赤と縁の比と青と
緑の比か両方とも１より大の場合は、光源では無く、被
写体の物体色に影響されているので、そのような値を検
出した場合は、検出した素子、例えば色温度センサー１
０がＲｅ／Ｇｃ＞１゜Ｂ　ｃ　／　Ｇ　ｃ　＞　１を検
出したときは、その出力からではなく、もう一方の撮像
素子１の出力、即ち、この例ではＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの平均
化信号を選択して制御電圧を導出する。即ち、第１のホ
ワイトバランス調整手段による制御信号によってホワイ
トバランス調整することにより、より精度よく物体色の
影響を除去することが可能となる。

（第３実施例） 以上の実施例は所定の処理を撮像素子１の出力に直接行
っているが、撮像素子１の出力をいったん画像メモリに
記憶し、その出力に対して行つても良い。第３図はその
実施例で第１図と同符号は同一または相当するブロック
を示し、２０がフレームメモリである。この場合、画面
単位ごとの処理が容易であり、かつホワイトバランス調
整精度の向上が期待できる。

（第４実施例） 以上の実施例では第１のホワイトバランス調整手段に用
いる色信号としてＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号を用いたが、色信
号としてＲ−Ｇ−Ｂ信号などを用いても良い。

この場合、ホワイトバランス調整の効果が更に向上する
。

（第５実施例） また以上の実施例では第１のホワイトバランス調整手段
に用いる信号としてＴＴＬ方式の全画面上の色信号を平
均化して制御信号を求めたが、高輝度部分の色信号だけ
を用いて制御信号を求めるなど他の方法を用いても良い
。

（第６実施例） 以上の実施例では、第１或は第２のホワイトバランス調
整手段の選択はＴＴＬ方式と外測方式のどちらかの制御
電圧を選択する切り替えによったが、切り替え閾値（ス
レッシシルト）近辺では両方式の制御電圧の平均値、も
しくはその近似値など、両方の制御電圧を考慮した値を
制御電圧に用いて制御電圧が徐々に切り換わるようにし
ても良い。

この場合、閾値付近でも、より安定した、好ましい撮像
ができる。

（第７実施例） また以上の実施例において１恒温度センサー１０及び撮
像素子１のどちらの出力とも、その３原色信号の比が１
と大きくかけはなれている場合などは、ホワイトバラン
スが良好に調整できないケースが多くなるので、警告信
号を出力したり、以前の上言己条件にあてはまらないシ
ーンの制御電圧を記憶しておいて用いても良い。

以下第４図、第５図はこの場合の実施例を示す。

第４図において他国と同一符号は同一または相当するブ
ロックを示す、２１は記憶手段であるメモリ２７を有す
るマイコンであり合成手段を構成し、２２は撮影警告信
号を発生する警告装置である。１〜１８までの動作は第
１実施例第１図と同じである。マイコン２１の動作を第
５図のフローチャートを用いて説明する。第５図のメイ
ンフローは、ステップ（す）と（ル）以外は第１実施例
第２図と同様である。即ち、ステップ（す）。

（ル）では導出したホワイトバランス制御電圧をマイコ
ン２１の不揮発性のメモリ２７に記憶することが第１実
施例第２図のステップ（す）。

（ル）に加えられている。一方、サブフローではステッ
プ（ニ）でＣＤ　”　ＲＤ　／　Ｂ　Ｄを導出した後、
ステップ（ワ）〜（夕）でＣｆ、≧２．Ｃ，＜０．５．
Ｃｃｏ≧２．Ｃｃ、＜０．５を確認し、とわが１つでも
ＮＯであればメインフローの（ホ）に進み、第１実施例
と同様にホワイトバランス調整を行い、もしすべてＹＥ
Ｓであれば、ステップ（し）へ進む。ステップ（し）で
は、マイコン２１は警告装置２２に警告信号Ｅを送り、
警告を実施する。さらにステップ（ン）では、ステップ
（す）、（ル）で記憶した以前のホワイトバランス制御
電圧のデータをＤ／Ａ変換器１９へ出力してホワイトバ
ランス調整を行う。

以上により、撮像素子１、および色温度センサー１０の
出力が両方とも１から大きく１ＩＩＦしている場合（２
以上もしくは０．５未満）には警告信号を出力し、以前
の０．５以上２未満の出力時のホワイトバランス制御電
圧を用いてホワイトバランス調整を行う。また、前記の
数値２もしくは０．５は他の数値を用いても良い。

上記のように、特別な状況下でも撮像装置の記憶に基ず
いてホワイトバランス調整を行うことができ、しかも警
報装置によって、特別な状況下にあることを知ることが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、撮像素子から
得た信号に基づく第１のホワイトバランス調整手段から
の制御信号と、撮像素子以外の測色センサーから得た信
号に基づく第２のホワイトバランス調整手段からの制御
信号との合成比率を、合成手段は撮像素子からの測色情
報の比と測色センサーからの測色情報の比との比較によ
って可変して出力し、この出力によってホワイトバラン
ス調整を行い撮像するので、外測方式で苦手とした遠景
、照明状態のバラツキ、逆光線、暗い背景の下での撮像
、またＴＴＬ方式が苦手とした撮像画面が単一色となる
様な撮像、例えば、Ｒ／Ｂが１と大きく異なるような状
態での撮像等でも適切なホワイトバランス調整ができる
、しかも、それは加算式て起こりがちな、上記両方式の
特徴を薄めた調整とは異なる、適切な効果の得られる撮
像装置を提供することができる。

そして、撮影警告信号を発生する警告装置を備えた構成
とした場合は、撮像素子、および撮像素子以外の測色素
子のどちらかの出力とも、その三原色信号の比が１と大
きくかけ離れている場合などホワイトバランス調整が良
好に出来がたい状況のときなどには、警告信号を発して
注意を喚起することができる。

更にまた、第１のホワイトバランス調整手段と第２のホ
ワイトバランス調整手段のホワイトバランスｆｉｌＪ御
電圧を記憶する記憶手段を存し、貯記の記憶したホワイ
トバランス制御電圧によってホワイトバランス調整を行
う構成とした場合は、前記のようなホワイトバランス調
整が良好に出来がたいときなどには、記憶手段に記憶し
であるホワイトバランス制御電圧によってホワイトバラ
ンス調整を行うことができる 上記のように、種々な条件下においても、適切なホワイ
トバランス調整を行うことができる撮像装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示すブロック図、第２図は第１実
施例を説明するフローチャート、第３図は第３実施例を
示すブロック図、第４図は第７実兇例を示すブロック図
、第５図は第７実施例を説明するフローチャート、第６
〜８図は従来例を示すブロック図である。 １は撮像素子、２は輝度信号処理部、３はクロマ信号処
理部、４．５はＲ，Ｂ利得制御部、６゜７は差動アンプ
、８は変調部、９，２５．２６は加算器１１，１２，１
４．１５は平均化部、１３．２１はマイコン、１６，１
７．１８はＡ／Ｄ変換器、１９はＤ／Ａ変換器、２０は
フレームメモリ、２２は警告装置、２３．２４は制御電
圧導出部、２７は記憶手段である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子から得た信号を用いてホワイトバランス
   調整のための制御信号を生成する第１のホワイトバラン
   ス調整手段と、撮像素子以外の測色センサーから得た信
   号を用いてホワイトバランス調整のための制御信号を生
   成する第２のホワイトバランス調整手段と、撮像素子か
   らの測色情報の比と測色センサーからの測色情報の比と
   を比較して前記２つのホワイトバンス調整手段の各制御
   信号の合成比率を可変して出力する合成手段と、を有す
   ることを特徴とする撮像装置。
2. （２）請求項１記載の構成に加えて、撮影警告信号を発
   生する警告装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
3. （３）請求項１記載の構成に加えて、第１のホワイトバ
   ランス調整手段と第２のホワイトバランス調整手段のホ
   ワイトバランス制御電圧を記憶する記憶手段を有し、前
   記記憶したホワイトバランス制御電圧によってホワイト
   バランス調整を行うことを特徴とする撮像装置。